关于分子泵在荧光灯园排车上应用问题的讨论(5)

2009-11-12 钱永生 上海市真空学会科技咨询部

  然而,式(5)中忽略了一个关键因素:充气系统的静态漏气和放气的影响。因为,在充气时泵被隔离(中心盘在该工位没抽气孔),静态真空系统中的接头、中心盘等处的漏气和系统润滑油、真空橡皮管的放气远非可以忽略。

  因此,若设系统漏、放气造成的杂气分压强为PH 的话,那么,经1次冲洗后,实际的杂气分压强应为:

  第二次冲洗后,实际的杂气分压应为:

  经n 次冲洗后,实际的杂气分压应为:

  可见,若用“Ar 气冲洗法”降低杂气分压强,在执行中还有些注意事项:

  a、从式(5)可知,增加冲冼次数n 是最有效的。冲洗后可降低的灯内杂气分压强与冲冼次数n是指数关系。园排车的工位一般为48 个,排气周期又不能拖得很长(影响产能),冲冼次数选得过多又会影响抽气工位数;冲冼次数的选择及冲冼工位的分布只能根据工艺要求通盘考虑并经过试验验证耒确定。我看到有些厂家的冲冼次数选为3 次或5 次、6 次的不等。另外,充Ar 的压力大小及让充入的Ar 在灯内停留(使灯内杂气与充入的Ar 充分“互扩散”)的时间也是重要因素。从式(5)可知,原则上讲,在不出现冲粉的前提下,充入的Ar 压力越高越好。我看到有些厂家分别用一个工位充Ar,共先后充5 次Ar(每次都充到2×104 Pa );也有的厂家用三个连续工位不断充Ar,直至充到1×105Pa 。我们在用“园排车真空状态在线检测系统”测量“油捕集器”处真空曲线时,经常可以发现,一些厂家园排车中充气的某一根(或某几根)毛细管被堵或部分被堵。此时的现象表现为:冲冼用Ar钢瓶减压器处气压指示值正常,而实际充入灯内的气压并不高,因而达不到冲冼的预期效果。

  b、从式(17)可知,充气用静态真空系统中的接头、中心盘等处的漏气和系统润滑油、真空橡皮管的放气远非可以忽略,应加强维修保养(包括中心盘的状态)和系统内的真空卫生;在结构设计上,为减少放气源,应尽可能不用真空橡皮管、橡皮密封圈等有机材料(包括选用优质的钢瓶“气体减压器”)。

  c、冲洗用Ar钢瓶内Ar的纯度更是直接决定冲洗后灯内杂气分压强的重要因素。早在上世纪八十年代我就用“四极质谱计”分析过“精抽”后(43工位)的半成品灯管内的气体成分。经过几次冲冼后,灯内的总压强在100Pa 数量级,其中Ar 的含量已占90℅ 以上!

③在灯内使用“释汞吸气剂”:

  既然用园排车生产的荧光灯受中心盘及中心盘油等因素的限制,灯内真空度不可能进一步提高。人们就想到在灯内使用“释汞吸气剂”。“释汞吸气剂”是国际上著名的吸气剂生产商“意大利SAES 公司”在上世纪70 年代发明的。在1980 年~1995 年间,国内外众多荧光灯厂家都曾在大生产中使用过。各类吸气剂至今在其他光源(HID)中仍有大量应用。

  当时生产的灯管多为T12、T10。这种带状的“释汞吸气剂”是在敷镍铁带两面分别压制上Zr- Al16 和HgTi3 粉末,其中,HgTi3是释汞合金, Zr- Al16 是非蒸散型吸气剂。封口前,将一定长度的释汞吸气剂带做成一只环,焊在灯丝周围(T12 灯中用8 ㎝长的释汞吸气剂带)的边杆上。

  钛汞合金在500℃以下不会分解出汞,因而,排气时彻底消除了汞污染;封离排气管后在传送带旁加一台高频炉和一组走廊式高频线圈(高频炉的频率选在350kHz 左右,使灯管烤高频时,不会因产生辉光放电而消耗高频能量),利用高频加热的方式使释汞吸气剂升至850℃,约30秒钟后,使释汞合金分解出单质的汞;另一方面,高频加热使锆铝吸气剂 “激活”, 从而有了吸气能力,能吸除灯管内及工作期间放出的杂质气体。

  锆铝吸气剂是一种选择性吸气剂,只吸收活性气体(特别是对灯最有害的氢气有最强的吸气能力,它俗称“氢海绵”),氩、氖、氪等惰性气体它均不吸收;单位长度的释汞带的含汞量是一定的 (3 mg/cm),通过控制灯内所使用的剂带长度和释汞工艺可控制灯内的汞量。

  后来,随着灯管的小型化,灯用“释汞吸气剂”也有加工成片状的。

  “释汞吸气剂”的使用带来了十分明显的好处:由于吸气剂的作用,提高了灯内真空度(降低了杂质气体含量);改善了启动性能、提高了光通量及其维持率、减少了早期“黄黑”、延长了灯管寿命。同时,消除了汞污染,改善了生产环境。由于使用“释汞吸气剂”后,增加了生产设备与工艺、提高了生产成本。随着激烈的市场竞争,一些厂家纷纷停用了。但在某些特殊的场合(如客户要求生产高质量的灯管时)常常还在使用它。十多年前,我看到飞利浦公司在试制T5 灯时,就又使用了一种小型的环状释汞吸气剂。目前,“南京太平洋吸气材料有限公司”生产各类吸气剂(包括:释汞吸气剂;彩色显像管用、太阳能集热管用、VFD 用、各种高强度气体放电灯用和不锈钢保温瓶等场合用的各种蒸散型和非蒸散型吸气剂),该公司的生产规模和产品质量在国内堪称笫一,并拥有大量的出口订单。有厂家感兴趣,可与该公司联系。

5.结束语

  以上写的都是我个人的意见,是一家之言。难免有些遗漏,甚至有错误之处,请各位指正。“实践是检验真理的唯一标准”,身处生产第一线的工程技术人员和领导干部,最有发言权。